Designing system for complete dentures assisted by Artificial Intelligence

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K10242
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 金澤 学 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 講師 (80431922)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: AI / 全部床義歯 / デジタル

Outline of Annual Research Achievements

超高齢社会において全部床義歯の需要は多いものの，全部床義歯製作は複雑な治療・技工工程を有しており，それに熟練した歯科医師や歯科技工士は少ない．このような全部床義歯製作の問題点を解決するために，研究代表者は口腔内スキャナとCAD/CAMを応用し全部床義歯製作のデジタル化に成功している．本研究ではそれに加えて全部床義歯補綴における設計に注目した独自性の高いAIアシスト型全部床義歯設計システムを確立し，これまで研究代表者が確立したデジタル化された義歯製作システムに搭載することにより，フルデジタル化された全部床義歯製作システムを完成させることを最終目標としている．
本研究の現在までの進捗状況は，全部床義歯データバンクへのデータ蓄積まで行っている．具体的には，東京医科歯科大学歯学部附属病院義歯外来，第1総合診療室，スペシャルケア外来及び先端歯科診療センターにて全部床義歯製作をした患者を連続サンプリングし，研究への参加に同意が得られた患者に対して光学3Dスキャナ（NeWay,Open Technologies）による適切に作成された全部床義歯のスキャン並びに口腔内スキャナ（Trios 3Shape）による無歯顎顎堤と顎間関係のスキャンを行っている．
このAIの実装により，これまで術者の技量によって全部床義歯の質が左右されていたものが簡略化され，より均質化（クオリティコントロール）された義歯の提供が可能となり，無歯顎患者のQOL向上が期待できる．また，このシステムが完成することにより，費用対効果が更に向上し，歯科医療費の削減にも貢献できると考えられる．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

全部床義歯データバンクへのデータ蓄積が約50症例完了しており，これは本研究における目標症例数（3年間合計100症例）の約半分が終了したこととなり，着実と進行していると考えられるため．

Strategy for Future Research Activity

今後は全部床義歯データバンクへのデータ蓄積と並行して，AIシステム構築に向けて何をAIの学習データとして用いるかを検討する必要がある．現時点での有力な候補としては，学習データとして上下顎堤（研究用模型）の解剖学的ランドマークと、上下顎堤（研究用模型）の解剖学的ランドマークと咬合平面との位置関係が挙げられている．なお，これら質的データは，行列（ベクトル）を用いて数量化する．
更にその後は，この学習データを用いた教師あり学習にてAIプログラミングを行う予定であり，この段階から産学連携を積極的に行い，効率よく作業を実施できるよう努める．

Causes of Carryover

新型コロナウイルス感染症の影響により患者の来院数が著しく減少した時期があったため，翌年度分として請求した助成金を用いてその時期の補正を行う予定です．